為什麼手錶的「秒針」在最上面？

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懷錶和蛋之間存在哪些共性？「胡克定律」的發現者和鐘錶有什麼關係？木匠只能做木匠？大航海時代帶來了什麼？萬萬沒想到，一根秒針，牽出了跨越n個世紀的故事……

為什麼「秒針」在最上面？這是一個哲學問題，同時也是個科技史問題。

亨萊爾：我做了個蛋！

1530年，德國紐倫堡匠人彼得·亨萊爾（Peter·Henlein）製造了世界上第一隻可便攜的表，這隻表的樣子略顯怪異，像個蛋。人們因此稱它為「紐倫堡蛋」，可不管顏值如何，它的出現標誌了懷錶的誕生。然而此時這些蛋這些表的錶盤上僅有一根指針，只能指示大致時間，誤差大約在幾十分鐘，那麼該如何控制一節課四十五分鐘的節奏呢？

當然，實際上500多年前人們對準確時間的要求並不高，和樹懶一樣，幾十分鐘只如白駒過隙。

胡克：「呵呵。」惠更斯：「呵。」

拖堂現象直到200多年後分針出現時才得以改善，而它得益於一項偉大發明——遊絲。關於遊絲的發明者至今仍眾說紛紜。1657年1月30日，荷蘭著名科學家克里斯蒂安·惠更斯（Christian·Huygens）向法國皇家學會展示了他製作的遊絲擺輪，可這讓一個為人熟知的「科學怪人」暴跳如雷，他的名字叫胡克（Hooke）。

（圖）遊絲

如果不記得細胞的英文「Cell」由誰定名，也忘了物理課上的光波動理論，那麼一定聽說過大名鼎鼎的「胡克定律」——彈性變形與力成正比定律。要是和我一樣連「胡克定律」都沒印象，那麼一定對《小飛俠》的胡克船長記憶深刻，沒錯，和他一點關係也沒有。

胡克憤怒地指責惠更斯抄襲他的發明，可是今天看來這項發明的歸屬究竟是誰我們已經無從判斷，但遊絲的出現讓懷錶誤差縮減至幾分鐘，這也讓分針的存在有了實際意義，從此錶盤上也出現了分鐘的刻度。而由於當時製表理論和技術的限制，即使將秒針獨立出來，除了表現懷錶正在工作之外並沒有其他意義。

富有戲劇性的是，讓人們終於意識到時間精度重要性的不是拖堂，也不是樹懶踩油門，而是一次航海事故：

1707年10月，剛剛戰勝法國地中海軍隊的四艘英國戰艦在家門口迷路了，濃霧把他們困在門外12天後，無法使用羅盤定位的艦隊終於觸礁。

英國朝野痛心疾首——除了濃霧之外，準確經度的缺失是這場悲劇的元兇。1714年英國政府含淚頒布《經度法案》，懸賞2萬英鎊尋求保持經度測量精度在半度以內的方法——200年前荷蘭數學家已提出時間測算經度的方法，半度換算成時間即是2分鐘，這在當時而言幾乎是Impossible Mission。

更加富有戲劇性的是，解決這個Impossible Mission的不是科學家也不是湯姆·克魯斯，而是一個木匠。

哈里森：我去年做了個表。

1759年，68歲的約翰·哈里森（John·Harrison）終於製造了滿足要求的航海鍾：H4。

這是一塊直徑只有13cm的表，精度卻遠超要求。1772年庫克船長就是帶著H4的複製品K1進行了長達3年的環球旅行，它的誤差從未超過8秒，櫻花都來不及落地。

循著航海鍾打下的基礎，秒針終於在19世紀前後登場了。由於源自無秒針懷錶，起初秒針只是在錶盤上開一個小洞，將秒針引出來而已，因此早期秒針位置是很任性的——可能在1點鐘位置，也可能在7點鐘位置，後來出於美觀的考慮才逐漸統一到3點鐘、6點鐘、9點鐘、12點鐘位置。

（圖）約翰·哈里森（John Harrison，1693年3月24日—1776年3月24日）

直到精密車床的發明，讓製表師能在直徑1mm的分針軸中間再鑽一個0.6mm小孔，讓秒針在分針軸中順暢運動——就這樣，今天可見的中心秒針設計出現了。不過當時的製表師倒沒有急於發明新的機芯板路設計，而是在原來的6點位置秒針懷錶上進行改進。製表師使用了一個輪片，一個長軸齒，一個壓簧和一個壓簧螺絲，將秒輪的走動頻率完全轉移到了機芯的中間，帶動了中間的秒針。這樣的設計叫做「拖輪」。秒針軸從分輪的輪軸中間穿過，因此秒針就在分針的上面。因分鐘軸是從時輪中間穿過，所以分針就在時針的上面。

那麼同學們就會問了，所以秒針為什麼不能在下面呢？實際上指針順序完全掉轉過來是可以的，可是這樣的設計會增加更多手錶零件，提高成本不說，還會加大故障發生率，所以秒針在上面的設計不僅是哲學的要求，更是簡單有效還有歷史傳承的機芯結構。

文章節選自《中華遺產》2016年第3期，歡迎讀者訂閱

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